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短路电流的计算

短路的危害

发生短路时，短路回路的总阻抗很小，因此短路的总电流很大。危害程度很大。

1、短路电流的热效应使设备发热厉害

2、产生的电动力可能使设备变形或者损坏

3、糸统电压大幅度下降，严重影响用户的正常工作。

短路电流的计算目的

1、选择和校验各种电气设备

2、合理配置继电保护和自动装置

3、作为选择和评价电气主接线方案的依据

4．2．2无穷大糸统产生最大短路电流的条件

当电路的参数一定，短路电流非周期分量的幅值不变，而短路电流非周期分量是按指数规律单调衰减的直流电流。因此，非周期电流的初值越大，过渡过程中短路电流的最大瞬时值也就越大。三相短路时各相短路电流的非周期分量并不相等。因此，并不是各相都会出现最大短路电流，最大短路电流只会出现在一相。

短路回路元件参数的计算

短路计算中，各元件阻抗及其它电气参数的计算可采用有名制和标幺制两种方法来计算。有名制常用计算1KV以下的低压供电糸统的短路电流计算，标幺制多用于高压供电糸统的短路电流计算。

标幺制

标幺值=有单位的实际值/和实际值同单位的基准值

可见，标幺值是一个没有单位的相对值，通常用带有*的下标以示区别。在三相电路中，要满足以下关糸：

3SD=

3

UD=

UDID

3IDZD

3

显然，基准值的选择原则是任意大的，但为了方便计算，通常取胜100MVA。

短路回路中各元件的阻抗计算

同步发电机

在产品样本中给出的是同步机的次暂态电抗的额定相对值X11 ，可以推

导出同步发电机的电抗标幺值为：

S

*G（N）

X11

*G

?X11 D

*G(N)S

NG

变压器

变压器的电抗标幺值为：

U %S

X ???K D

*T 100 S

NT

式中：U%为变压器的短路电压比，S

为变压器的额定容量。

K NT

电抗器

R*X ?X % U

R

*

3I

3I

NR

*R 100

式中：U ，I

NR NR

额定相对值。

线路

为电抗器的额定电压、额定电流值，XR%为电抗器的电抗

线路阻抗有名值可以满足线路长度及单位长度的阻抗求得。

X ?XL

L 0

0X2LR2

0

X2

L

R2

L

L

ZL?

相应的线路阻抗基准标幺值为：

S

UX ?X L D

U

*L 0 2

AV

S

R ?RL D

*L 0 U2

AV

例4．3．1某供电糸统如下图，发电机为有自励磁调节装置的汽轮发电机。各元件参数如下：

发电机G：S

=30MVA，X11 =0.27;线路:L、L：100KM，X0=0.4Ω/KM;

NG *NG 1 2

变压器T1: S

=31.5MVA,U

NT

%=10.5;变压器T2: S

K

=15MVA,U

NT

%=10.5;电抗

K

器:U

=10KV,I =0.3KA,X

%=6

NR NR R

试用标幺值分别计算K1,K2点短路时的短路回路总阻抗.

解:设SD=100MVA,UD=UAV,计算各元件的电抗标幺值如下.

发机机:

X11

*G

S

S?X11 D

S

*G(N)

NG

?0.27*100

30

?0.9

变压器:

U %S

X ???K D

*T 100 S

NT

?10.5*100

100 31.5

?0.333

线路L1,L2:

S

100

XL1?XL2?XL D

?0.4*100*

* * 0 U2

AV

1152

=0.302

变压器T2:

U% S

10.5100

XT2???K * D ? * ?0.7

* 100 U2

AV

100 15

电抗器L:

U% U S

6 10 100

3INRU2AVXR???R

3I

NR

U2

AV

?1.047

* 100 100 3*0.310.52

回路K1短路点的短路总阻抗为:0.9+0.333=1.233

回路K2短路点的短路总阻抗为:0.9+0.333+0.302/2+0.7+1.047=3.131

4.无穷大糸统的三相短路电流的计算

无穷大糸统发生三相短路时,短路时周期分量的幅值保持不变,因此存在如下关糸:

I11=I∞=IP

无穷大糸统发生三相短路时,电源母线电压不变,则

U

3ZI ? AV

3Z

K?

R

在高压供电糸统中,短路回路的总电抗比总电阻大很多,若 K?

就可以把电阻省略掉.

I ?

I ?

3X

3X

P

即

*K?

?1X

3 K?

采用标幺制时,可得

I

I11?I ? X DP

*K?

短路电流冲值:

i ? 2K

sh SH

I11

I ?I11 1?2(K

SH SH

?1)2

对于高压供